KR20060004798A - One body type dual band antenna and transponder using it - Google Patents

One body type dual band antenna and transponder using it Download PDF

Info

Publication number
KR20060004798A
KR20060004798A KR1020040052993A KR20040052993A KR20060004798A KR 20060004798 A KR20060004798 A KR 20060004798A KR 1020040052993 A KR1020040052993 A KR 1020040052993A KR 20040052993 A KR20040052993 A KR 20040052993A KR 20060004798 A KR20060004798 A KR 20060004798A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
antenna element
band
transponder
integrated dual
Prior art date
Application number
KR1020040052993A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100646745B1 (en
Inventor
윤재훈
손해원
최원규
표철식
김창주
채종석
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020040052993A priority Critical patent/KR100646745B1/en
Publication of KR20060004798A publication Critical patent/KR20060004798A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100646745B1 publication Critical patent/KR100646745B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 일체형 이중대역 안테나 및 이를 이용한 트랜스폰더에 관한 것임.The present invention relates to an integrated dual band antenna and a transponder using the same.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 일체형으로 구현하고 임피던스를 정합시킴으로써, 그 크기를 크게 증가시키지 않고, 여러 주파수 대역에서 전력효율의 급격한 감소 없이 동작할 수 있는 일체형 이중대역 안테나를 제공하고, 또한 본 발명은 트랜스폰더가 도전체로 이루어진 제품에서도 비도전체에 설치된 경우와 비교하여 임피던스 값의 큰 변화 없이 동작할 수 있도록 하는, 상기 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더를 제공하는데 그 목적이 있음.According to the present invention, a wideband antenna element and a narrowband antenna element are disposed adjacent to each other, thereby implementing an integrated structure and matching impedances. Thus, the integrated dual antenna can operate without drastically reducing power efficiency in various frequency bands without greatly increasing its size. A band antenna is provided, and the present invention also provides a transponder using the integrated dual band antenna, which enables the transponder to operate without a large change in impedance value as compared to the case where the transponder is installed in a non-conductor. For that purpose.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대역 안테나에 있어서, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하기 위하여 광대역 특성을 갖고, 반원 모양의 구조를 갖는 제 1 안테나; 및 상기 제 1 안테나와 인접하게 설치되어 고주파 대역의 RF신호를 송수신하기 위하여 협대역 특성을 갖고, 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 2 안테나를 포함함.The present invention relates to an integrated dual band antenna for use in both low and high frequency bands, the first antenna having a broadband characteristic and having a semicircular structure to transmit and receive a radio frequency (RF) signal in a low frequency band. ; And a second antenna installed adjacent to the first antenna and having a narrow band characteristic to transmit and receive an RF signal of a high frequency band, and having a rectangular structure.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 전파식별카드 등에 이용됨.The present invention is used for radio identification cards.

전파식별카드, 트랜스폰더, 광대역 특성, 협대역 특성, 이중대역 안테나Radio frequency identification card, transponder, wide band characteristic, narrow band characteristic, dual band antenna

Description

일체형 이중대역 안테나 및 이를 이용한 트랜스폰더{One Body Type Dual Band Antenna and Transponder using it} One body type dual band antenna and transponder using it}             

도 1은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예 사시도,1 is a perspective view of a first embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예의 임피던스를 나타내는 스미스차트,2 is a Smith chart showing the impedance of the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예 단면도,3 is a cross-sectional view of a first embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 2 실시예 단면도,4 is a cross-sectional view of a second embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 3 실시예 단면도,5 is a sectional view of a third embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예 사시도,6 is a perspective view of an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예에 있어서, 안테나와 금속면과의 거리를 나타내기 위한 예시도,7 is an exemplary view illustrating a distance between an antenna and a metal surface in one embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예에 있어서, 고주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장에 근접한 이격 거리를 유지하고 저주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장보다 짧은 이격 거리를 유지한 경우의 임피던스를 나타내는 스미스차트,8 is a view illustrating an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention, in which a high frequency band antenna element maintains a separation distance close to 1/4 of a metal plane and a low frequency band antenna element is 1 Smith chart showing impedance when the separation distance is kept shorter than / 4 wavelength,

도 9는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예에 있어서, 저주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장에 근접한 이격 거리를 유지하고 고주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장보다 짧은 이격 거리를 유지한 경우의 임피던스를 나타내는 스미스차트이다.FIG. 9 illustrates an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention, wherein a low frequency band antenna element maintains a separation distance close to a quarter wavelength from a metal surface, and a high frequency band antenna element is connected to a metal surface 1. Smith chart showing the impedance when the separation distance shorter than / 4 wavelength is maintained.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 저주파대역 안테나 소자 20 : 고주파대역 안테나 소자10: low frequency band antenna element 20: high frequency band antenna element

30 : 인쇄종이 40 : 저주파대역 임피던스 정합부 30: printed paper 40: low frequency impedance matching unit

50 : 고주파대역 임피던스 정합부 60 : 저주파대역 칩 50: high frequency band impedance matching unit 60: low frequency band chip

70 : 고주파대역 칩 80 : 수직 고정부70: high frequency band chip 80: vertical fixture

본 발명은 일체형 이중대역 안테나 및 이를 이용한 트랜스폰더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 정합시킨 일체형 이중대역 안테나와 이를 이용한 트랜스폰더에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated dual band antenna and a transponder using the same. More particularly, the present invention relates to an integrated dual band antenna and a transponder using the same.

RFID(Radio Frequency Identification)라고도 하는 전파 식별 기술은 물체나 동물 또는 사람 등을 식별하기 위한 기술로서, 바코드를 대체할 기술로 산업계에서 점차 사용이 늘고 있다.Radio frequency identification (RFID), also known as RFID (Radio Frequency Identification), is a technology for identifying objects, animals, or humans, and is increasingly used in the industry to replace barcodes.

RFID는 3가지 요소로 구성되는데, 리더기 측 안테나, 트랜시버(흔히 리더/리더기에 통합된다), 그리고 전파식별카드 또는 태그라고도 불리는 트랜스폰더가 그것이다. RFID consists of three elements: a reader-side antenna, a transceiver (commonly integrated into the reader / reader), and a transponder, also called an RFID card or tag.

상기 RFID 구성 요소로서의 상기 리더기 측 안테나는 트랜스폰더를 활성화하기 위한 신호를 전달하기 위해 무선 주파수 전파를 사용한다. 트랜스폰더가 활성화되면, 트랜스폰더는 가지고 있던 데이터를 상기 리더기측 안테나로 전송한다.The reader side antenna as the RFID component uses radio frequency propagation to carry signals for activating a transponder. When the transponder is activated, the transponder transmits the data it has to the reader side antenna.

본 명세서에서는 "전파식별카드" 또는 "카드"란 용어를 상기 "트랜스폰더" 를 물리적으로 포함하는 의미의 용어로 사용하기로 한다.In the present specification, the term "radio identification card" or "card" is used as a term meaning to physically include the "transponder".

전파식별카드의 종류는 리더와 카드와의 동작거리에 따라 접촉식 카드와 비접촉식 카드로 나뉘어 지며, 카드 내에 전원의 유무에 따라 능동 카드와 수동 카드로 나뉜다. Radio identification cards are divided into contact cards and contactless cards according to the operating distance between the reader and the card, and are divided into active and passive cards according to the presence or absence of power in the card.

또한, 전파식별카드의 종류는 에너지 혹은 RF(Radio Frequency) 신호를 전송하는 물리량의 형태에 따라, 즉 물리량이 자기장인지, 전기장인지, 전자기장인지에 따라, 자기장 카드, 전기장 카드 또는 전자기장 카드로 구분이 가능하다. In addition, the radio wave identification card is classified into a magnetic field card, an electric field card, or an electromagnetic field card according to the type of physical quantity transmitting energy or RF (Radio Frequency) signal, that is, whether the physical quantity is a magnetic field, an electric field, or an electromagnetic field. It is possible.

접촉식 카드는 주로 직불식 카드처럼 보안이 요구되는 분야에, 비접촉식 카드는 교통카드 혹은 물류 인식 분야처럼 비교적 보안이 덜 요구되고 원거리 서비스가 필요한 분야에서 많이 사용되고 있다.Contact cards are mainly used in areas where security is required, such as debit cards, and contactless cards are frequently used in areas requiring less security and remote services, such as traffic cards or logistics recognition.

능동카드는 원거리 서비스에 적합하나 전원이 필요하여 그 만큼 트랜스폰더의 크기가 큰 것이 문제이나 커다란 전송용량 통신이 가능한 장점이 있다. Active cards are suitable for long-distance services, but they require a power supply, so the size of the transponder is large, but there is an advantage that large transmission capacity communication is possible.

수동식 카드는 일정거리 내에서의 서비스에 적합하기 때문에 물류, 동물 인식, 잠금 장치, 그리고 전자 지불 서비스 분야에 널리 사용되고 있다. Passive cards are widely used in logistics, animal identification, locks, and electronic payment services because they are suitable for service within a certain distance.

자기장 카드는 루프안테나처럼 폐쇄형 안테나 인근에서 형성되는 저임피던스 장(field)을 이용하는 방식으로 주로 사용거리가 짧은 곳에서 사용된다. 그리고, 전기장 카드는 다이폴안테나처럼 개방형 안테나 인근에서 형성되는 고임피던스 장(field)을 이용하는 방식으로 또한 사용거리가 짧은 곳에서 사용된다. Magnetic cards are used in short-range applications, such as loop antennas, that use low-impedance fields formed near closed antennas. In addition, the electric field card is used in a place where the use distance is also short by using a high impedance field formed near an open antenna such as a dipole antenna.

특히, 자기장 카드의 경우는 낮은 주파수에서 많이 사용되고 있으며, 매우 폭 넓게 사용되는 방식이다. In particular, magnetic field cards are used at low frequencies and are widely used.

그리고, 전자기장 카드는 안테나로부터 원거리를 유지하는 경우 전기장과 자기장에 진행 방향에 수직이고 그 비가 377오옴(전파 임피던스)이 되는 장(field)을 이용하는 방식이다.The electromagnetic card uses a field that is perpendicular to the propagation direction of the electric and magnetic fields and maintains a distance of 377 ohms (propagation impedance) when keeping the distance from the antenna.

한편, 기존의 트랜스폰더는 독립적으로 900MHz, 2.4GHz, 5.8GHz 대역에서 사용되고 있는데, 주파수 대역을 구분하여 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the existing transponders are independently used in the 900MHz, 2.4GHz, 5.8GHz band, the frequency band is described as follows.

900MHz 대역은 860MHz~960MHz(유럽 : 865~868MHz, 미국 : 902~928MHz, 일본 : 950~956MHz, 한국 : 910~914MHz)에 분포하고 있고 대역폭이 100MHz에 이르는 광대역 주파수 분포를 보이고 있다.The 900MHz band is distributed in the range of 860MHz to 960MHz (Europe: 865 ~ 868MHz, USA: 902 ~ 928MHz, Japan: 950 ~ 956MHz, Korea: 910 ~ 914MHz).

그리고, 2.45GHz 대역은 유럽 국가들이 2.4~2.48GHz에서 사용하고 있고 비교적 협대역 분포를 보이고 있으며, 5.8GHz 대역도 역시 5.275~5.875 GHz 대역의 협대역 분포 특징을 보이고 있다.In addition, the 2.45 GHz band is used by European countries at 2.4 to 2.48 GHz and has a relatively narrow band distribution. The 5.8 GHz band also has a narrow band distribution of 5.275 to 5.75 GHz band.

한편, 433MHz 대역은 미국에서 능동식 전자기장 결합방식으로 사용하고 있 다.On the other hand, the 433MHz band is used in the United States as an active electromagnetic coupling method.

또한, 대부분의 국가에서는 무선통신과의 간섭을 고려하여 그 나라 실정에 맞도록 각기 다른 반송파 주파수에서 작동하는 리더기의 사용을 요구하고 있다. In addition, most countries require the use of readers operating at different carrier frequencies in consideration of their interference with wireless communications to meet their needs.

종래의 트랜스폰더는 전술한 대역에서 독립적으로 사용되고 있는데, 이러한 트랜스폰더를 함께 사용하는 경우, 즉 기존에 독립적으로 작동하고 있는 단일 주파수대역 트랜스폰더를 동일한 장소에서 겹쳐서 사용하는 경우에는 커플링 효과로 인하여 전류 값이 변화되어 안테나의 입력 임피던스 값이 변하게 되므로 전력효율이 급격히 떨어지는 문제점을 피할 수 없다.Conventional transponders are used independently in the above-mentioned bands. When these transponders are used together, that is, when a single frequency band transponder that is independently operated in the past is overlapped in the same place, due to the coupling effect, Since the current value is changed and the input impedance value of the antenna is changed, the problem that power efficiency drops sharply is inevitable.

물론, 하나의 카드에 다른 대역 특성을 갖는 두개의 트랜스폰더 안테나를 상기 커플링 효과에서 벗어날 수 있을 정도로 상당한 이격 거리를 확보하여 구현함으로써, 상기 전력효율 감소의 문제를 해결하는 방안이 있다.Of course, there is a way to solve the problem of power efficiency reduction by implementing two transponder antennas having different band characteristics in one card to ensure a significant separation distance to escape the coupling effect.

그러나, 전파식별카드의 크기가 점점 소형화되어, 그 적용범위가 나날이 급격하게 확장되고 있는 현재의 유비쿼터스 트랜드에 비추어 볼 때, 상기 이격 거리를 확보하기 위하여 전파식별카드의 크기를 증가시킴으로써 전력효율 감소의 문제를 해결하는 방안은 실용성 및 시장성이란 측면에서 그 적용이 거의 불가능하다는 문제가 있다.However, in the light of the current ubiquitous trend in which the size of the radio frequency identification card becomes smaller and smaller, and its scope of application is rapidly expanding day by day, the increase in the size of the radio frequency identification card to secure the separation distance reduces the power efficiency. The solution to the problem is that it is almost impossible to apply in terms of practicality and marketability.

한편, 종래의 트랜스폰더는 도전성을 가진 제품에 설치하는 경우에는 입력 임피던스 값의 큰 변화로 인해 동작하지 못하기 때문에, 안테나와 금속면과의 거리를 1/4파장 길이 이상으로 유지하여야 하는데, 이 역시 안테나와 금속면과의 거리를 1/4파장 길이 이상으로 확보하려면, 트랜스폰더의 크기를 소형화하는데 문제가 있다.On the other hand, the conventional transponder cannot be operated due to the large change in the input impedance value when installed in a conductive product, so the distance between the antenna and the metal surface should be maintained over 1/4 wavelength. Also, in order to secure the distance between the antenna and the metal surface by more than 1/4 wavelength, there is a problem in miniaturizing the size of the transponder.

또한, 하나의 카드에 다른 대역 특성을 갖는 두개의 안테나를 포함하여 제작하는 경우에는 안테나 각각을 모두 금속면과 1/4 파장 길이 이상으로 확보하여야만 하는지도 문제된다.In addition, when manufacturing two antennas having different band characteristics in one card, it is also a problem that each of the antennas must be secured to a metal surface and a quarter wavelength or more.

한편, 전파식별카드를 소형화하기 위하여, 즉 트랜스폰더 자체의 크기를 작게 만들기 위하여, 일반적으로 변조 회로, 검파 회로, 정류 회로 및 마이크로 프로세서가 내장되어 있는 칩을 안테나 급전부에 부착시키고 있다.On the other hand, in order to reduce the size of the radio wave identification card, that is, to make the size of the transponder itself small, a chip in which a modulation circuit, a detection circuit, a rectifier circuit and a microprocessor are incorporated is generally attached to the antenna feeder.

여기서, 상기 칩 내부에 존재하는 정류회로의 구성 성분인 CMOS, 다이오드와 같은 소자에서 발생되는 캐패시턴스 성분이 칩의 입력 임피던스를 결정하는 주 인자로 작용하기 때문에, 결국 상기 칩은 음의 리액턴스 값을 갖는다.Here, since the capacitance component generated in devices such as CMOS and diode, which are components of the rectifier circuit existing inside the chip, serves as a main factor for determining the input impedance of the chip, the chip eventually has a negative reactance value. .

따라서, 상기 음의 리액턴스와의 정합(예를 들어, 다이폴 안테나의 경우 이상적 입력 임피던스인 72오옴으로 정합)을 위하여 인덕턴스 성분을 갖는 임피던스 정합회로가 필요하지만, 인덕턴스는 소자의 크기에 비례하는 특성이 있으므로, 정합회로를 트랜스폰더 안테나에 작게 설치하기 어려운 문제가 있다.Therefore, an impedance matching circuit having an inductance component is required for matching with the negative reactance (for example, 72 ohms, which is an ideal input impedance in the case of a dipole antenna), but the inductance is proportional to the size of the device. Therefore, there is a problem that it is difficult to install the matching circuit small in the transponder antenna.

따라서, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 일체형으로 구현하고 임피던스를 정합시킴으로써, 그 크기를 크게 증가시키지 않고, 여러 주파수 대역에서 전력효율의 급격한 감소 없이 동작할 수 있는 일체형 이중대역 안테나를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and the broadband antenna element and the narrowband antenna element are arranged adjacent to each other to implement an integrated structure and match the impedance, without greatly increasing the size thereof, and in various frequency bands. It is an object of the present invention to provide an integrated dual band antenna capable of operating without a drastic reduction in power efficiency.

또한, 본 발명은 트랜스폰더가 도전체로 이루어진 제품에서도 비도전체에 설치된 경우와 비교하여 임피던스 값의 큰 변화 없이 동작할 수 있도록 하는, 상기 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a transponder using the integrated dual band antenna, which enables the transponder to operate without a large change in impedance value as compared to the case where the transponder is installed in a non-conductor.

또한, 본 발명은 안테나 소자 자체의 내부 구조를 이용함으로써, 트랜스폰더의 전체적인 크기 증가 없이, 인덕턴스(양수의 리액턴스)를 보강하기 위한 임피던스 정합부를 구현할 수 있는 구조의 일체형 이중대역 안테나 및 이를 이용한 트랜스폰더를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention uses an internal structure of the antenna element itself, an integrated dual band antenna of a structure that can implement an impedance matching unit for reinforcing inductance (positive reactance) without increasing the overall size of the transponder, and a transponder using the same There is another purpose to provide.

본 발명의 또 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
Further objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. In addition, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대역 안테나에 있어서, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하기 위하여 광대역 특성을 갖으며, 반원 모양의 구조를 갖는 제 1 안테나; 및 상기 제 1 안테나와 인접하게 설치되어 고주파 대역의 RF신호를 송수신하기 위하여 협대역 특성을 갖으며, 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 2 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus of the present invention for achieving the above object, in the integrated dual band antenna for use in both the low frequency band and the high frequency band, has a wideband characteristic for transmitting and receiving RF (Radio Frequency) signal of the low frequency band, A first antenna having a semicircular structure; And a second antenna installed adjacent to the first antenna, having a narrow band characteristic to transmit and receive an RF signal of a high frequency band, and having a rectangular structure.

또한, 본 발명의 다른 장치는, 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대역 안테나에 있어서, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하기 위하여 광대역 특성을 갖고, 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 1 안테나; 및 상기 제 1 안테나와 인접하게 설치되어 고주파 대역의 RF신호를 송수신하기 위하여 협대역 특성을 갖고, 상기 제 1 안테나보다 가로세로비가 작은 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 2 안테나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, another apparatus of the present invention is an integrated dual band antenna for use in both the low frequency band and the high frequency band, the broadband structure for transmitting and receiving RF (Radio Frequency) signals in the low frequency band, rectangular structure A first antenna having a; And a second antenna installed adjacent to the first antenna and having a narrow band characteristic to transmit and receive an RF signal of a high frequency band, and having a rectangular structure having a smaller aspect ratio than the first antenna. .

한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더에 있어서, 광대역 특성을 갖는 안테나 소자와 협대역 특성을 갖는 안테나 소자가 일체형으로 구현되어, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호 및 고주파 대역의 RF신호 모두를 송수신하기 위한 일체형 이중대역 안테나; 및 트랜스폰더가 설치될 물체의 표면으로 부터 일정한 이격 거리를 유지시키기 위한 이격 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the apparatus of the present invention for achieving the above another object, in the transponder using an integrated dual band antenna for use in both the low frequency band and the high frequency band, the antenna element having a broadband characteristics and narrow band characteristics An antenna element is integrally implemented and includes an integrated dual band antenna for transmitting and receiving both a low frequency band (RF) signal and a high frequency RF signal; And a separation means for maintaining a constant separation distance from the surface of the object on which the transponder is to be installed.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예 사시도이다.1 is a perspective view of a first embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예는 저주파대역 안테나 소자(10), 고주파대역 안테나 소자(20), 저주파대역 임피던스 정합부(40) 및 고주파대역 임피던스 정합부(50)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention includes a low frequency band antenna element 10, a high frequency band antenna element 20, a low frequency band impedance matching unit 40 and a high frequency band impedance. It includes a matching unit (50).

이 때, 상기 일체형 이중대역 안테나의 구성요소는 비도전성의 인쇄종이(30) 위에 은, 구리, 청동 등으로 제작되는 도전성 잉크로 프린트하여 구현된다.At this time, the components of the integrated dual band antenna is implemented by printing with a conductive ink made of silver, copper, bronze, etc. on the non-conductive printing paper 30.

또한, 상기 일체형 이중대역 안테나는 상기 "발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술" 항목에서 전술한 종래의 안테나 급전부에 부착되는 칩과 동일한 기능을 하는 저주파대역 칩(60) 및 고주파대역 칩(70)과 일체형으로 구현될 수 있다.In addition, the integrated dual-band antenna is a low frequency band chip 60 and a high frequency band chip having the same function as the chip attached to the conventional antenna feed unit described in the section "Technical Field of the Invention and the Prior Art of the Field". It may be implemented integrally with 70.

한편, 상기 저주파대역 안테나 소자(10)는 광대역 특성을 갖는 반타원체 다이폴 안테나 구조를 갖고, 상기 고주파대역 안테나 소자(20)는 협대역 특성을 갖는 일반 다이폴 안테나 구조를 갖는다.Meanwhile, the low frequency band antenna element 10 has a semi-elliptic dipole antenna structure having a wide band characteristic, and the high frequency band antenna element 20 has a general dipole antenna structure having a narrow band characteristic.

여기서, 안테나에 인덕턴스를 부가하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이 안테나가 인쇄되는 영역 중 내부면의 일부분을 인쇄하지 않는 방식으로 임피던스 정합부(40, 50)를 구현함으로써, 안테나의 크기를 증가시키지 않고 칩(60, 70)의 입력 임피던스와 정합할 수 있도록 한다.In this case, the impedance matching parts 40 and 50 are implemented by not printing a part of the inner surface of the area where the antenna is printed as shown in FIG. 1 to add inductance to the antenna, thereby increasing the size of the antenna. It is possible to match the input impedance of the chip (60, 70) without.

상기 임피던스 정합부(40, 50)의 경우, 인쇄되지 않은 면적이 크면 클수록 인덕턴스의 값이 증가하기 때문에, 인쇄되지 않는 면적을 조절함으로써, 상기 칩이 갖는 음의 리액턴스 값을 보강하여 임피던스를 정합시킬 수 있다.In the case of the impedance matching unit 40, 50, the larger the unprinted area increases the value of inductance. Thus, by adjusting the non-printing area, the negative matching value of the chip is reinforced to match the impedance. Can be.

여기서, 반타원체 안테나는 얇은 직사각형 다이폴 안테나보다도 광대역 특성을 얻을 수 있으므로, 900MHz 대역은 반타원체 다이폴 안테나 구조를, 2.4GHz 대역 및 5.8GHz 대역은 직사각형의 다이폴 안테나 구조를 적용할 수 있다. Here, since the semi-elliptic antenna can obtain a wider band characteristic than the thin rectangular dipole antenna, the semi-elliptic dipole antenna structure for the 900 MHz band and the rectangular dipole antenna structure for the 2.4 GHz band and the 5.8 GHz band can be used.

한편, 전술한 바와 같이, 독립된 형태로 각각 임피던스 정합이 되도록 트랜스폰더를 제작하는 경우, 이들을 서로 인근에 두어 동작시킬 수가 있으나, 안테나의 위치 및 방향(orientation)에 따라 각기 다른 입력 임피던스를 나타나게 되는 문제점이 있다. 특히, 2.4GHz 대역의 전력효율이 급격하게 저하되는 문제를 피할 수 없다. On the other hand, as described above, when the transponders are manufactured to have impedance matching in an independent form, they can be operated by placing them adjacent to each other, but have different input impedances depending on the position and orientation of the antenna. There is this. In particular, the problem that the power efficiency of the 2.4GHz band is sharply lowered is inevitable.

따라서, 상기 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예는 일체형으로 저주파대역의 안테나와 고주파대역의 안테나를 서로 가까이 설치하고 각 안테나에 칩을 연결하여 임피던스를 정합하여 사용함으로써 저주파대역은 물론 고주파대역에서도 전력효율이 높아지게 된다.Therefore, the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention is integrally provided with a low frequency band antenna and a high frequency band antenna close to each other by connecting the chip to each antenna to match the impedance to use the low frequency band as well as Power efficiency is also improved in the high frequency band.

상기 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예 구조의 전력효율에 대해서는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.The power efficiency of the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention will be described later with reference to FIG.

한편, 인쇄종이(30) 위에 도전성 잉크로 제작하지 않고, 얇은 구리판, 청동판과 같은 도전체판으로 제작하여 테프론, 플라스틱과 같은 비도전체를 이용하여 고정하는 방법으로도 제작할 수 있다. On the other hand, the printed paper 30 may be manufactured by a conductive plate such as a thin copper plate or a bronze plate, and by using a non-conductor such as Teflon or plastic instead of using a conductive ink to fix the printed paper 30.

도 2는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예의 임피던스를 나타내는 스미스차트이다.2 is a Smith chart showing the impedance of the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention.

여기서, 상기 본 발명에 따른 제 1 실시예로서의 일체형 이중대역 안테나는 칩(60, 70)의 입력 임피던스가 13-j60오옴인 경우로서, 900MHz 대역과 2450MHz 대역을 모두 사용할 수 있는 이중대역 안테나이다.Here, the integrated dual band antenna according to the first embodiment of the present invention is a case in which the input impedance of the chips 60 and 70 is 13-j60 ohm, and is a dual band antenna capable of using both the 900 MHz band and the 2450 MHz band.

또한, 상기 본 발명에 따른 제 1 실시예로서의 일체형 이중대역 안테나는 고주파대역 안테나 소자(20)의 길이가 5cm이고, 두께가 1cm이며, 저주파대역 안테나 소자(10)의 큰 반경이 7.5cm, 작은 반경이 2cm인 타원 구조를 갖고 있으며, 저주파대역 안테나 소자(10)와 고주파대역 안테나 소자(20)간의 간격이 0.5cm인 구조를 갖는다.Further, the integrated dual band antenna according to the first embodiment of the present invention has a length of 5 cm and a thickness of 1 cm of the high frequency band antenna element 20, and a large radius of the low frequency band antenna element 10 is 7.5 cm and a small radius. It has an elliptic structure of 2 cm, and has a structure of 0.5 cm between the low frequency band antenna element 10 and the high frequency band antenna element 20.

도 2에 도시된 바와 같이, 저주파대역 안테나 소자(10)는 900MHz에서 13+j60오옴(860~960MHz대역에서 변화율이 매우 낮은 것을 알 수가 있음)이며, 고주파대역의 안테나(20)는 2450MHz에서 16+j55오옴임을 알 수가 있고, 저주파대역 안테나 소자(10)의 이득은 약 2.5dBi, 고주파대역 안테나 소자(20)의 이득은 약 5.4dBi임을 알 수가 있다.As shown in FIG. 2, the low frequency band antenna element 10 is 13 + j60 ohms at 900 MHz (the change rate is very low in the 860 to 960 MHz band), and the high frequency band antenna 20 is 16 at 2450 MHz. It can be seen that + j55 ohms, the gain of the low frequency band antenna element 10 is about 2.5 dBi, and the gain of the high frequency band antenna element 20 is about 5.4 dBi.

따라서, 도 2의 스미스차트는 본 발명에 따른 제 1 실시예로서의 일체형 이중대역 안테나에서 상술한 구조의 두개 안테나 소자를 서로 인근에 설치하고, 칩과의 임피던스를 정합시킴으로써, 전력효율이 크게 증가되었음을 보이고 있다. Accordingly, the Smith chart of FIG. 2 shows that in the integrated dual band antenna according to the first embodiment of the present invention, power efficiency is greatly increased by installing two antenna elements of the above-described structure near each other and matching impedance with a chip. have.

수동식 전파식별카드의 경우, 특히 임피던스 정합을 통해 개선시킬 수 있는 전력효율은 트랜스폰더와의 인식거리를 결정하는 주요 성능 파라미터 중의 하나이므로, 전력효율을 크게 유지하는 기술은 매우 중요한데, 전술한 바와 같이, 상기 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예는 전력효율이 매우 큰 장점이 있음을 알 수 있다.In the case of the passive radio identification card, in particular, the power efficiency that can be improved through impedance matching is one of the main performance parameters that determine the recognition distance from the transponder. Therefore, the technology for maintaining the power efficiency is very important. The first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention can be seen that the power efficiency is very large.

도 3은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 2 실시예 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a first embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 2 실시예는 저주파대역 안테나 소자(12)를 제외하고는 상기 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예와 동일한 구조를 갖는다.As shown in Fig. 4, the second embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention has the same structure as the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention except for the low frequency band antenna element 12. Has

상기 제 2 실시예의 저주파대역 안테나 소자(12)는 고주파대역 안테나 소자(20)와의 인접거리를 보다 최소화하도록 타원체의 일부분을 인쇄하지 않고, 그 내부에 고주파대역 안테나 소자(20)를 위치시키는 구조이다.The low frequency band antenna element 12 of the second embodiment has a structure in which the high frequency band antenna element 20 is positioned inside the ellipsoid without printing a portion of the ellipsoid to minimize the adjacent distance with the high frequency band antenna element 20. .

이러한 경우, 반타원형의 작은 반경의 크기가 주파수 대역폭에 비례하는 원리를 적용하여 광대역성을 얻을 수 있게 된다.In this case, wideband can be obtained by applying the principle that the small radius of the semi-ellipse is proportional to the frequency bandwidth.

도 5는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 3 실시예 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a third embodiment of an integrated dual band antenna according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 3 실시예는 저주파대역 안테나 소자(14)를 제외하고는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예와 동일한 구조를 갖는다.As shown in Fig. 5, the third embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention has the same structure as the first embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention except for the low frequency band antenna element 14. Have

상기 제 3 실시예의 저주파대역 안테나 소자(14)는 직사각형 구조를 갖고, 가로세로비(세로/가로)가 고주파대역 안테나 소자(20)의 가로세로비보다 큰 구조를 가지도록 함으로써, 저주파대역 안테나 소자(14)는 광대역 특성을, 고주파대역 안테나 소자(20)는 협대역 특성을 얻어 낼 수가 있다.The low frequency band antenna element 14 of the third embodiment has a rectangular structure, and the aspect ratio (vertical / horizontal) has a structure larger than the aspect ratio of the high frequency band antenna element 20, whereby the low frequency band antenna element Numeral 14 denotes a wide band characteristic, and the high frequency band antenna element 20 can obtain a narrow band characteristic.

여기서, 가로세로비란 직사각형 구조에 있어서, 길이가 긴 변을 가로, 길이가 짧은 변을 세로라고 볼 때, 세로 길이를 가로 길이로 나눈 값을 말한다.Here, the aspect ratio refers to a value obtained by dividing a vertical length by a horizontal length in a rectangular structure in which the long side is transversely and the shorter side is vertical.

상기 제 2 실시예와 같이, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나의 제 3 실시예도 저주파대역 안테나 소자(14)의 일부분을 인쇄하지 않고, 그 내부에 고주파대역 안테나 소자(20)가 설치될 수 있도록 하는 구조의 적용이 가능함은 물론이다.As with the second embodiment, the third embodiment of the integrated dual band antenna according to the present invention also does not print a part of the low frequency band antenna element 14, so that the high frequency band antenna element 20 can be installed therein. Of course, it is possible to apply the structure.

도 6은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예 사시도이다.6 is a perspective view of an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더는 상기 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나 및 수직 고정부(80)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the transponder using the integrated dual band antenna according to the present invention includes the integrated dual band antenna and the vertical fixing part 80 according to the present invention.

상기 수직 고정부(80)는 트랜스폰더가 설치될 물체의 표면에 수직 방향으로 트랜스폰더를 돌출하여 부착/고정하여, 안테나와 상기 물체 사이에 일정한 이격 거리를 유지시키기 위한 구성요소로서, 트랜스폰더의 한쪽 면에 테이프 등을 이용하여 구현할 수 있다.The vertical fixing part 80 is a component for maintaining a constant distance between the antenna and the object by attaching / fixing the transponder in a direction perpendicular to the surface of the object on which the transponder is to be installed. It can be implemented by using a tape or the like on one side.

전술한 바와 같이, 트랜스폰더가 금속 재질이 있는 물체 위에 놓이거나, 인근에 놓일 경우에는 트랜스폰더에 설치되어 있는 안테나와 금속 물체간에 결합량이 증가함으로 인해 안테나의 입력 임피던스가 급격하게 변화하여, 전력효율이 급격하게 저하되는 문제가 있다.As described above, when the transponder is placed on or near a metal object, the input impedance of the antenna changes rapidly due to an increase in the amount of coupling between the antenna and the metal object installed in the transponder, thereby increasing power efficiency. There is a problem that this sudden drop.

이러한 문제점을 제거하기 위하여, 트랜스폰더를 수직 고정부(80)로 고정하여 안테나가 도체에 수직 방향으로 놓일 수 있도록 함으로써, 사용 중에도 실질적인 수직 상태가 유지되고, 안테나와 금속면 사이에 일정 이격 거리를 유지할 수 있 도록 함으로써, 임피던스 변화량을 최소화하고, 이득을 증가시켜 보다 원거리에서 동작할 수 있게 된다.In order to eliminate this problem, the transponder is fixed with the vertical fixing part 80 so that the antenna can be placed perpendicular to the conductor, thereby maintaining a substantially vertical state even during use, and maintaining a certain separation distance between the antenna and the metal surface. By maintaining it, the impedance change can be minimized, the gain can be increased, and the operation can be performed at a longer distance.

상기 수직 고정부(80)는 본 명세서에 개시된 일체형 이중대역 안테나의 모든 실시예는 물론 그 외의 일반적인 트랜스폰더용 안테나에도 적용할 수 있다.The vertical fixing part 80 may be applied to all embodiments of the integrated dual band antenna disclosed in this specification as well as other general transponder antennas.

도 7은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예에 있어서, 안테나와 금속면과의 거리를 나타내기 위한 예시도이다.FIG. 7 is an exemplary view illustrating a distance between an antenna and a metal surface in an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, D1은 금속면과 고주파대역 안테나 소자(20)와의 거리를, D2는 금속면과 저주파대역 안테나 소자(10)와의 이격 거리를 나타낸다.As shown in FIG. 7, D1 represents a distance between the metal surface and the high frequency band antenna element 20, and D2 represents a distance between the metal surface and the low frequency band antenna element 10.

도 8은 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예에 있어서, 고주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장에 근접한 이격 거리를 유지하고 저주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장보다 짧은 이격 거리를 유지한 경우의 임피던스를 나타내는 스미스차트이다.8 is a view illustrating an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention, in which a high frequency band antenna element maintains a separation distance close to 1/4 of a metal plane and a low frequency band antenna element is 1 Smith chart showing the impedance when the separation distance shorter than / 4 wavelength is maintained.

보다 상세하게, 도 8은 2450MHz의 고주파대역 안테나 소자(20)는 1/4 파장 길이인 3cm(D1 = 3cm)를 확보하고 저주파대역 안테나 소자(10)는 1/4 파장 길이인 8cm보다 짧은 길이(D2 = 5cm)를 확보한 경우의 입력 임피던스 분포를 나타내는 스미스차트이다.More specifically, FIG. 8 shows that the high frequency band antenna element 20 of 2450 MHz secures 3 cm (D1 = 3 cm), which is 1/4 wavelength long, and the low frequency antenna element 10 is shorter than 8 cm, which is 1/4 wavelength long. Smith chart showing the input impedance distribution when (D2 = 5 cm) is secured.

여기서, 상기 트랜스폰더에 이용된 일체형 이중대역 안테나는 전술한 상기 일체형 이중대역 안테나의 제 1 실시예의 구조를 적용하였다.Here, the integrated dual band antenna used in the transponder employs the structure of the first embodiment of the integrated dual band antenna described above.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 조건의 트랜스폰더의 입력 임피던스 분포는 저주파대역 안테나 소자(10)와 금속면간의 거리가 1/4 파장(900MHz : 약 8㎝)보다 짧기 때문에 입력 임피던스의 변화가 매우 크게 발생되고 있음을 알 수가 있다.As shown in Fig. 8, the input impedance distribution of the transponder under the above condition is that the distance between the low frequency band antenna element 10 and the metal surface is shorter than 1/4 wavelength (900 MHz: about 8 cm), so that the change in input impedance is increased. It can be seen that the occurrence is very large.

여기서, 상기 이용된 일체형 이중대역 안테나의 크기는 상기 제 1 실시예와 동일하므로 칩(60, 70)의 입력 임피던스는 13+j60오옴이다. 따라서, 900MHz에서 22+j50오옴이고, 2450MHz에서 40+j30오옴으로 칩과의 임피던스 부정합이 발생되어 전력효율이 급격하게 떨어지고 있음을 볼 수가 있다.Since the size of the integrated dual band antenna used is the same as that of the first embodiment, the input impedance of the chips 60 and 70 is 13 + j60 ohms. Accordingly, it can be seen that power efficiency is drastically deteriorated due to impedance mismatch with the chip from 900 MHz to 22 + j50 ohms and from 2450MHz to 40 + j30 ohms.

즉, 두개의 안테나 소자 중 고주파대역 안테나만 도체와 1/4 파장 길이를 확보하도록 해서는 상기 문제를 해결할 수 없음을 알 수 있다.That is, it can be seen that the above problem cannot be solved by ensuring that only the high frequency band antenna of the two antenna elements secures the conductor and the quarter wavelength.

도 9는 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 일실시예에 있어서, 저주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장에 근접한 이격 거리를 유지하고 고주파대역 안테나 소자는 금속면과 1/4 파장보다 짧은 이격 거리를 유지한 경우의 임피던스를 나타내는 스미스차트이다.FIG. 9 illustrates an embodiment of a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention, wherein a low frequency band antenna element maintains a separation distance close to a quarter wavelength from a metal surface, and a high frequency band antenna element is connected to a metal surface 1. Smith chart showing the impedance when the separation distance shorter than / 4 wavelength is maintained.

보다 상세하게, 도 9는 2450MHz의 고주파대역 안테나 소자(20)는 1/4 파장 길이인 3cm보다 먼 거리(D1 = 5cm)를 확보하고 저주파대역 안테나 소자(10)는 1/4 파장 길이인 8cm에 근접한 거리(D2 = 7cm)를 확보한 경우, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더의 입력 임피던스 분포를 나타내는 스미스차트이다.More specifically, FIG. 9 shows that the 2450 MHz high-frequency band antenna element 20 secures a distance (D1 = 5 cm) longer than 3 cm, which is 1/4 wavelength long, and the low-frequency band antenna element 10 is 8 cm, which is 1/4 wavelength long. When a distance (D2 = 7 cm) close to is obtained, the Smith chart showing the input impedance distribution of the transponder using the integrated dual band antenna according to the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 수직 고정부(80)를 D1 = 5cm, D2 = 7cm 가 되도록 설치하는 경우, 입력 임피던스는 900MHz에서 12+j55오옴이고, 2450MHz에서 15+j55오옴으로 칩의 입력 임피던스에서 크게 벗어나지 않고 정합이 이루어졌음을 볼 수가 있다.As shown in FIG. 9, when the vertical fixture 80 is installed such that D1 = 5 cm and D2 = 7 cm, the input impedance is 12 + j55 ohms at 900 MHz and 15 + j55 ohms at 2450 MHz. We can see that the match is achieved without much deviation from.

또한, 이 값은 도 2의 결과와 유사한 특성을 지니고 있음을 볼 수가 있다.In addition, it can be seen that this value has similar characteristics to the result of FIG.

즉, 본 발명에 따른 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더는 저주파대역 안테나 소자를 도체와 1/4 파장에 근접하게 이격하면 고주파대역 안테나 소자를 반드시 1/4 파장만큼 이격하지 않아도, 비전도체에서 사용하는 것과 별 차이 없이 임피던스를 정합시킬 수 있다.That is, a transponder using an integrated dual band antenna according to the present invention is used in a non-conductor even when the low frequency band antenna element is spaced close to 1/4 of the conductor, even if the high frequency band antenna element is not necessarily 1/4 of the wavelength. The impedance can be matched without much difference.

따라서, 상기 도 9에 설명한 조건의 구조를 가지는 안테나는, 금속체에 붙여서 사용해도 되고, 비금속체에 놓여서 동작시킬 수 있는 모델임을 알 수가 있는 것이다. 즉, 적용 대상에 관계없이 사용이 가능하다는 장점이 있음을 알 수 있다. Therefore, it is understood that the antenna having the structure of the condition described in FIG. 9 may be used by being attached to a metal body, and the model can be operated by being placed on a nonmetal body. That is, it can be seen that there is an advantage that can be used regardless of the application target.

비금속체에는 그대로 사용하다가 금속체인 곳에 전파식별카드를 적용하는 경우 금속면에 수직 고정부를 이용하여 부착하여 사용하면 전력효율을 그대로 유지할 수가 있다. If the radio frequency identification card is applied to a non-metal body as it is, it is possible to maintain the power efficiency by attaching it to the metal surface using a vertical fixing part.

또한, 상기 도 9의 조건에서 이득이 8.5dBi에 이르고 있어 동작거리가 길어지는 효과를 얻을 수가 있다.In addition, under the condition of FIG. 9, the gain reaches 8.5 dBi, so that the operation distance can be increased.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

상기와 같은 본 발명은, 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 일체형으로 구현하고 임피던스를 정합시킴으로써, 전파식별카드를 저주파 대역과 고주파 대역에서 모두 사용할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, the broadband antenna element and the narrowband antenna element is arranged in the vicinity of each other to implement integrally and match the impedance, there is an effect that the radio frequency identification card can be used in both low frequency band and high frequency band.

또한, 본 발명은, 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 일체형으로 구현하고 임피던스를 정합시킴으로써, 전파식별카드가 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 전력 효율의 급격한 변화 없이 동작할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the wideband antenna element and the narrowband antenna element are disposed adjacent to each other to implement an integrated structure and match the impedance, so that the radio frequency identification card can operate without sudden change in power efficiency in the frequencies of the low frequency band and the high frequency band. It has an effect.

또한, 본 발명은, 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 일체형으로 구현하고 임피던스를 정합시키며, 금속면과의 이격 거리를 유지하여 도전체에서도 임피던스 값의 큰 변화 없이 동작할 수 있는 구조를 제공함으로써, 비금속과 금속에서 동시에 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, the broadband antenna element and the narrowband antenna element is arranged in the vicinity of each other to implement integrally, match the impedance, maintain the separation distance from the metal surface can operate without a large change in the impedance value in the conductor By providing a structure that can be used, there is an effect that can be used at the same time on the base metal and metal.

또한, 본 발명은, 광대역 안테나 소자와 협대역 안테나 소자를 서로 인근에 배치시켜 일체형으로 구현하고 임피던스를 정합시키며, 금속면과의 이격 거리를 유지하여 도전체에서도 임피던스 값의 큰 변화 없이 동작할 수 있는 구조를 제공함으로써, 금속에 설치하는 경우 전력효율을 동일하게 유지하는 것 이외에도 높은 이득을 얻게 되어, 큰 동작거리를 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention, the broadband antenna element and the narrowband antenna element is arranged in the vicinity of each other to implement integrally, match the impedance, maintain the separation distance from the metal surface can operate without a large change in the impedance value in the conductor By providing such a structure, in the case of installation on a metal, in addition to maintaining the same power efficiency, a high gain is obtained, and a large operating distance can be secured.

나아가, 본 발명은 상기 큰 동작거리를 확보함으로써, 전파식별카드의 수신 에러율을 개선할 수 있고, 이동하는 물품 혹은 사람의 위치 확인 분야 등과 같은 다양한 응용 서비스 분야로 전파식별기술이 적용되는 서비스의 폭을 넓힐 수 있는 부가적인 효과가 있다.Furthermore, the present invention can improve the reception error rate of the radio wave identification card by securing the large operating distance, and the width of the service to which the radio wave identification technology is applied to various application service areas such as the location of moving goods or people. There is an additional effect that can be extended.

Claims (16)

저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대역 안테나에 있어서,In the integrated dual band antenna for use in both low and high frequency frequencies, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하기 위하여 광대역 특성을 갖고, 반원 모양의 구조를 갖는 제 1 안테나; 및A first antenna having a broadband characteristic and having a semicircular structure to transmit and receive a radio frequency (RF) signal of a low frequency band; And 상기 제 1 안테나와 인접하게 설치되어 고주파 대역의 RF신호를 송수신하기 위하여 협대역 특성을 갖고, 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 2 안테나A second antenna installed adjacent to the first antenna and having a narrow band characteristic to transmit and receive an RF signal of a high frequency band and having a rectangular structure; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나.An integrated dual band antenna comprising a. 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대역 안테나에 있어서,In the integrated dual band antenna for use in both low and high frequency frequencies, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호를 송수신하기 위하여 광대역 특성을 갖고, 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 1 안테나; 및A first antenna having a broadband characteristic and having a rectangular structure to transmit and receive a low frequency band RF signal; And 상기 제 1 안테나와 인접하게 설치되어 고주파 대역의 RF신호를 송수신하기 위하여 협대역 특성을 갖고, 상기 제 1 안테나보다 가로세로비가 작은 직사각형 모양의 구조를 갖는 제 2 안테나A second antenna installed adjacent to the first antenna and having a narrow-band characteristic for transmitting and receiving an RF signal of a high frequency band and having a rectangular structure having a smaller aspect ratio than the first antenna; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나.An integrated dual band antenna comprising a. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제 2 안테나는,The second antenna, 상기 제 1 안테나의 구조 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나.An integrated dual band antenna, characterized in that installed inside the structure of the first antenna. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나는,The first antenna and the second antenna, 비도전성의 동일한 인쇄종이 위에 도전성 잉크로 프린트하여 일체형으로 구현된 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나. An integrated dual-band antenna, characterized in that the non-conductive printing on the same paper printed on the conductive ink in one piece. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1 안테나 및 제 2 안테나 각각은,Each of the first antenna and the second antenna, 인덕턴스를 부가하여 임피던스를 정합시키기 위하여 안테나 구조 내부에 프린트되지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나. And an unprinted portion inside the antenna structure to add inductance to match impedance. 저주파 대역과 고주파 대역의 주파수에서 모두 사용하기 위한 일체형 이중대 역 안테나를 이용한 트랜스폰더에 있어서,In a transponder using an integrated dual band antenna for use in both low and high frequency bands, 광대역 특성을 갖는 안테나 소자와 협대역 특성을 갖는 안테나 소자가 일체형으로 구현되어, 저주파 대역의 RF(Radio Frequency)신호 및 고주파 대역의 RF신호 모두를 송수신하기 위한 상기 일체형 이중대역 안테나; 및 An integrated dual band antenna for transmitting and receiving both an RF element of a low frequency band and an RF signal of a high frequency band by integrally implementing an antenna element having a wide band characteristic and an antenna element having a narrow band characteristic; And 광대역 특성을 갖는 안테나 소자와 협대역 특성을 갖는 안테나 소자를 트랜스폰더가 설치될 물체의 표면으로부터 일정한 거리 이상 이격시키기 위한 이격 수단Separation means for separating the antenna element having a wideband characteristic and the antenna element having a narrowband characteristic from the surface of the object on which the transponder is to be installed for a predetermined distance 을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.Transponder using an integrated dual band antenna, characterized in that it comprises a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자는,The antenna element having the broadband characteristics, 반원 모양의 구조를 갖고,Has a semicircular structure, 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자는,The antenna element having the narrowband characteristics, 직사각형 모양의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.A transponder using an integrated dual band antenna, characterized in that it has a rectangular structure. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자는,The antenna element having the broadband characteristics, 직사각형 모양의 구조를 갖고,Has a rectangular shape, 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자는,The antenna element having the narrowband characteristics, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자보다 가로세로비가 작은 직사각형 모양의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.A transponder using an integrated dual band antenna, characterized in that it has a rectangular shape having a smaller aspect ratio than the antenna element having the broadband characteristics. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 8, 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자는,The antenna element having the narrowband characteristics, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자의 구조 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.Transponder using an integrated dual band antenna, characterized in that installed inside the structure of the antenna element having the broadband characteristics. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자 및 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자는,The antenna element having the narrowband characteristics and the antenna element having the wideband characteristics, 비도전성의 동일한 인쇄종이 위에 도전성 잉크로 프린트하여 일체형으로 구현된 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나. An integrated dual-band antenna, characterized in that the non-conductive printing on the same paper printed on the conductive ink in one piece. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자 및 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자 각각은,Each of the antenna elements having the narrowband characteristics and the antenna elements having the wideband characteristics, 인덕턴스를 부가하여 임피던스를 정합시키기 위하여 안테나 소자의 구조 내부에 프린트되지 않은 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.A transponder using an integrated dual band antenna, having an unprinted portion inside a structure of an antenna element to add inductance to match impedance. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 8, 상기 물체는 도전체인 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.The object is a transponder using an integrated dual band antenna, characterized in that the conductor. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자 및 상기 이격 수단의 배열 구조는,The arrangement of the antenna element having the narrowband characteristic, the antenna element having the wideband characteristic and the separation means is 광대역 특성을 갖는 안테나 소자, 협대역 특성을 갖는 안테나 소자, 이격 수단의 순서로 배열하는 구조인 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.A transponder using an integrated dual band antenna, characterized in that the structure is arranged in the order of an antenna element having a wideband characteristic, an antenna element having a narrowband characteristic, and a separation means. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자와 상기 이격 수단과의 이격 거리는 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자에서 사용하는 주파수의 1/4 파장 이상인 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.And a separation distance between the antenna element having the wideband characteristic and the spacing means is equal to or more than 1/4 wavelength of a frequency used by the antenna element having the wideband characteristic. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 저주파 대역은 900MHz 대역이고,The low frequency band is a 900MHz band, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자와 상기 이격 수단과의 이격 거리는 7㎝에서 8.3㎝ 사이인 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.And a separation distance between the antenna element having the broadband characteristic and the separation means is between 7 cm and 8.3 cm. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 고주파 대역은 2.45㎓ 대역이고,The high frequency band is 2.45 kHz band, 상기 광대역 특성을 갖는 안테나 소자와 상기 협대역 특성을 갖는 안테나 소자와의 이격 거리는 2㎝ 이내인 것을 특징으로 하는 일체형 이중대역 안테나를 이용한 트랜스폰더.And a separation distance between the antenna element having the wideband characteristic and the antenna element having the narrowband characteristic is within 2 cm.
KR1020040052993A 2004-07-08 2004-07-08 One Body Type Dual Band Antenna and Transponder using it KR100646745B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040052993A KR100646745B1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 One Body Type Dual Band Antenna and Transponder using it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040052993A KR100646745B1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 One Body Type Dual Band Antenna and Transponder using it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060004798A true KR20060004798A (en) 2006-01-16
KR100646745B1 KR100646745B1 (en) 2006-11-23

Family

ID=37116998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040052993A KR100646745B1 (en) 2004-07-08 2004-07-08 One Body Type Dual Band Antenna and Transponder using it

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100646745B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764031B1 (en) * 2006-07-21 2007-10-09 대구대학교 산학협력단 Coin type rfid tag
KR100769540B1 (en) * 2006-10-09 2007-10-23 충북대학교 산학협력단 Double structured loop-antenna of rfid tag and reader & near field communication system using the same
KR100812061B1 (en) * 2006-10-11 2008-03-07 엘지이노텍 주식회사 Rfid antenna, rfid tag and rfid system
KR100824871B1 (en) * 2006-02-24 2008-04-23 후지쯔 가부시끼가이샤 Rfid tag
KR101010146B1 (en) * 2008-12-12 2011-01-24 주식회사 하이닉스반도체 Rfid tag including dual antenna
KR101010144B1 (en) * 2008-09-05 2011-01-24 주식회사 하이닉스반도체 Rfid device including dual antenna
KR101043835B1 (en) * 2008-12-12 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 Rfid tag including dual antenna

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9685994B2 (en) 2012-12-04 2017-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna for wireless power transmission and near field communication

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619218A (en) * 1995-06-06 1997-04-08 Hughes Missile Systems Company Common aperture isolated dual frequency band antenna
JP3063826B2 (en) 1997-01-17 2000-07-12 日本電気株式会社 Multi-frequency antenna
JP3344467B2 (en) 1998-11-26 2002-11-11 日本電気株式会社 Dual mode patch antenna
US6369761B1 (en) 2000-04-17 2002-04-09 Receptec L.L.C. Dual-band antenna
AU2001276826A1 (en) 2000-06-14 2001-12-24 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration, Inc. Narrowband/wideband dual mode antenna
ITTO20020704A1 (en) 2002-08-07 2004-02-08 Telecom Italia Lab Spa ANTENNAS SYSTEMS FOR SIGNAL RECEIVING

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824871B1 (en) * 2006-02-24 2008-04-23 후지쯔 가부시끼가이샤 Rfid tag
KR100764031B1 (en) * 2006-07-21 2007-10-09 대구대학교 산학협력단 Coin type rfid tag
KR100769540B1 (en) * 2006-10-09 2007-10-23 충북대학교 산학협력단 Double structured loop-antenna of rfid tag and reader & near field communication system using the same
KR100812061B1 (en) * 2006-10-11 2008-03-07 엘지이노텍 주식회사 Rfid antenna, rfid tag and rfid system
KR101010144B1 (en) * 2008-09-05 2011-01-24 주식회사 하이닉스반도체 Rfid device including dual antenna
KR101010146B1 (en) * 2008-12-12 2011-01-24 주식회사 하이닉스반도체 Rfid tag including dual antenna
KR101043835B1 (en) * 2008-12-12 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 Rfid tag including dual antenna
US8258958B2 (en) 2008-12-12 2012-09-04 Hynix Semiconductor Inc. Dual antenna RFID tag

Also Published As

Publication number Publication date
KR100646745B1 (en) 2006-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101012528B1 (en) Rfid tag
EP2173009B1 (en) Wireless tag and method for manufacturing the same
US7557757B2 (en) Inductively coupled feed structure and matching circuit for RFID device
EP1887653B1 (en) RFID tag and manufacturing method thereof
KR100820544B1 (en) RFID tag and antenna thereof
KR100839601B1 (en) Antenna Using a Proximity Coupling with a Short-Ended Feed Line and RFID Tag thereof, and Antenna Impedance Matching Method thereof
WO2006064540A1 (en) Antenna and noncontact tag
EP2345983B1 (en) Radio frequency identification tag
US10878306B2 (en) RFID transponder antenna
KR100646745B1 (en) One Body Type Dual Band Antenna and Transponder using it
US7764240B2 (en) Antenna configuration for RFID tags
EP1978592A1 (en) Remote identifier and an antenna construction for a remote identifier system
KR101014624B1 (en) Antanna module for operating multi band, and communication system for the same
KR100846873B1 (en) Open-ended Two-Strip Meander Line Antenna, RFID Tag thereof, and Antenna Impedence Matching Method thereof
KR20080070607A (en) Rfid tag antenna
KR100860742B1 (en) RFID Tag Antenna
KR100976326B1 (en) Multi-loop radio frequency identification tag antenna and tag using the same
WO2007089106A1 (en) Antenna using proximity-coupling between radiation patch and short-ended feed line, rfid tag employing the same, and antenna impedance matching method thereof
KR100867853B1 (en) RFID antenna and RFID tag
KR100409047B1 (en) Credit card type transponder with radio frequency remote Identify system for long range cognition
KR100793525B1 (en) RFID tag
KR100993274B1 (en) Planar antenna with controllable beam direction applicable to RFID tag
KR100862477B1 (en) RFID tag
KR101720688B1 (en) Microstrip antenna
FI130267B (en) A uhf rfid tag

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101101

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee